盡管國(guó)際上已有較多天然氫發(fā)現(xiàn)案例,油氣礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)也掌握有著較多天然氫分布相關(guān)的資料,但目前仍未有真正商業(yè)化的天然氫開(kāi)采項(xiàng)目落地。能景研究認(rèn)為,高濃度天然氫礦藏的勘探定位、法規(guī)配套、市場(chǎng)消納尋找是項(xiàng)目落地慢的三大要素。高濃度天然氫礦藏是項(xiàng)目降低開(kāi)采難度、降低開(kāi)采成本的關(guān)鍵。天然氫中往往伴有二氧化碳、甲烷、氮?dú)獾榷喾N雜質(zhì),且不同產(chǎn)地的成分相差較大,某些礦藏中還含有高濃度硫化物等對(duì)氫燃料電池有害的物質(zhì),提高了提純技術(shù)的要求,也提高了開(kāi)采成本。現(xiàn)階段,天然氫開(kāi)采探索尚未完全起步,技術(shù)尚未完全成熟,因此相關(guān)開(kāi)發(fā)商仍在以勘探高濃度氣源為重心。天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)和使用還需要考慮對(duì)環(huán)境的影響,采取相應(yīng)的措施減少對(duì)環(huán)境的污染。北京大型天然氣制氫設(shè)備
目前,約有1/2的氫氣是通過(guò)天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化法(SRM)制取的。整個(gè)工藝流程是由原料氣處理、蒸氣轉(zhuǎn)化、CO變換和氫氣提純4大單元組成。原料氣,原料氣處理-蒸轉(zhuǎn)化CO化氣提純?cè)蠚馓幚碇饕遣捎眉託浯呋摮烊粴庵械牧?,普遍采用的方法是Co-Mo加氫轉(zhuǎn)化串ZnO脫硫技術(shù):原料氣先在轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段預(yù)熱到約350-400C,先采用Co-Mo催化劑加氫法在加氫反應(yīng)器中將氣體原料中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫H,S,再用ZnO吸附脫硫槽脫除H,S.此技術(shù)能將氣體中的總硫含量降到0.1mg/mm3以下。廣西撬裝天然氣制氫設(shè)備制氫設(shè)備在化工領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,可以用于合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。
工業(yè)化制氫現(xiàn)狀1三種制氫方案對(duì)比(1)天然氣水蒸汽重整制氫(2)甲醇水蒸汽重整制氫(3)電解水制氫2大型制氫:天然氣水蒸汽重整制氫占主導(dǎo)地位特點(diǎn):(1)天然氣既是原料氣也是燃料氣,無(wú)需運(yùn)輸,氫能耗低,消耗低,氫氣成本。(2)自動(dòng)化程度高,安全性能高。(3)天然氣制氫投資較高,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),一般制氫規(guī)模在5000Nm3/h以上時(shí)選擇天然氣制氫工藝更經(jīng)濟(jì)3小型制氫、高純氫采用電解水方法(1)多年來(lái),水電解制氫技術(shù)自開(kāi)發(fā)以來(lái)一直進(jìn)展不大,其主要原因是需要耗用大量的電能,電價(jià)的昂貴,用水電解制氫都不經(jīng)濟(jì)。(2)電解水制氫,規(guī)模一般小于200Nm3/h,是較成熟的制氫方法,由于它的電耗較高,達(dá)到5~8kwh/Nm3H2,其單位氫氣成本較高4甲醇水蒸汽重整制氫是中小型制氫的(1)甲醇蒸汽重整制氫與大規(guī)模的天然氣制氫或水電解制氫相比,投資省,能耗低。由于反應(yīng)溫度低(230℃~280℃),工藝條件緩和,燃料消耗也低。與同等規(guī)模的天然氣制氫裝置相比,甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的能耗約是前者的50%。(2)甲醇蒸汽重整制氫所用的原料甲醇易得,運(yùn)輸,儲(chǔ)存方便。而且由于所用的原料甲醇純度高,不需要再進(jìn)行凈化處理,反應(yīng)條件溫和,流程簡(jiǎn)單,故易于操作
天然氣部分氧化制氫天然氣部分氧化制氫的反應(yīng)器采用的是高溫?zé)o機(jī)陶瓷透氧膜,與傳統(tǒng)的蒸汽重整制氫的方式相比較來(lái)說(shuō),天然氣部分氧化制氫工藝所消耗的能量更加少,因?yàn)樗捎玫氖且恍﹥r(jià)格低廉的耐火材料組成的反應(yīng)器。這種天然氣制氫工藝比一般的生產(chǎn)工藝在設(shè)備投資方面的成本降低了25%左右,生產(chǎn)的成本降低了40%左右,可以在一定程度上降低投資成本。天然氣高溫裂解制氫天然氣高溫裂解制氫主要在高溫條件下,天然氣催化分解成為碳和氫,但是在這一過(guò)程中并不產(chǎn)生任何二氧化碳,所以一般將其認(rèn)為是從化石燃料使用到可再生能源利用的過(guò)渡工藝。這種工藝目前還在研究當(dāng)中,但是可以預(yù)見(jiàn)的是這種天然氣制氫工藝具有良好的應(yīng)用前景。隨著氫能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷創(chuàng)新,天然氣制氫設(shè)備將成為氫能源生產(chǎn)的重要組成部分。
天然氣制氫的工藝流程由原料氣處理、蒸汽轉(zhuǎn)化、CO變換和氫氣提純四大單元組成。原料氣處理單元主要是天然氣的脫硫,采用MnO和ZnO脫硫劑脫去H2S和SO2。。水蒸氣為氧化劑,在鎳催化劑的作用下將烴類物質(zhì)轉(zhuǎn)化,得到制取氫氣的轉(zhuǎn)化氣。轉(zhuǎn)化爐的型式、結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn),上、下集氣管的結(jié)構(gòu)和熱補(bǔ)償方式以及轉(zhuǎn)化管的固定方式也不同。雖然對(duì)流段換熱器設(shè)置不同,在蒸汽轉(zhuǎn)化單元都采用了高溫轉(zhuǎn)化和相對(duì)較低水碳比的工藝操作參數(shù)設(shè)置有利于轉(zhuǎn)化深度的提高,從而節(jié)約原料消耗。CO變換單元。轉(zhuǎn)化爐送來(lái)的原料氣,含一定量的CO,變換的作用是使CO在催化劑存在的條件下,與水蒸汽反應(yīng)而生成CO2和H2。按照變換溫度分,變換工藝可分為高溫變換(350~400℃)和中溫變換(低于300~350℃)。近年來(lái),由于注重對(duì)資源的節(jié)約,在變換單元的工藝設(shè)置上,開(kāi)始采用CO高溫變換加低溫變換的兩段變換工藝設(shè)置,以近一步降低原料的消耗。制氫設(shè)備需要定期維護(hù)和保養(yǎng),以確保其正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命。福建大型天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程中,需要注意對(duì)催化劑的選擇和使用,對(duì)反應(yīng)條件的控制,以確保氫氣的產(chǎn)量和質(zhì)量。北京大型天然氣制氫設(shè)備
天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化工藝包括原料氣處理單元、蒸汽轉(zhuǎn)化單元、CO變換單元和氫氣提純單元、原料氣處理單元原料氣處理單元是使天然氣進(jìn)一步純化,以脫除天然氣中的硫?yàn)橹饕康?,此外還有將原料氣壓縮等功能。脫硫一般采用加氫后用ZnO作為脫硫劑脫硫,其中加氫催化劑大都采用Co-Mo催化劑也可用N-Mo催化劑天然氣脫采用加氫串ZnO的脫硫工藝通常情況下.使用CO-Mo催化劑加氫設(shè)1臺(tái)設(shè)備,使用ZnO脫硫設(shè)2臺(tái)設(shè)備,更換脫硫劑時(shí)裝置不停車。大規(guī)模的制氫裝置由于原料氣的處理量較大.因此在壓縮原料氣時(shí),需選擇較大的離心式壓縮機(jī)。離心式壓縮機(jī)可選擇電驅(qū)動(dòng)、蒸汽透平驅(qū)動(dòng)和燃?xì)怛?qū)動(dòng)。北京大型天然氣制氫設(shè)備